回答
ThreadLocal
是 Java 并发中一个非常重要的类,是用来解决Java多线程程序中并发问题的一种途径。它为每个使用该变量的线程提供一个独立的变量副本,因此每个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其他线程中的副本,线程之间的竞态条件被彻底消除了。
ThreadLocal
的核心原理是为每个线程提供一个独立的变量副本,从而实现线程之间的数据隔离。这是通过在每个线程内部维护一个名为 ThreadLocalMap
的映射来实现的,其中键是 ThreadLocal
对象,值是线程特有的变量副本。这样,每个线程只能访问和修改自己的变量副本,而不会干扰到其他线程。为了避免内存泄漏,ThreadLocalMap
使用弱引用作为键,所以我们在使用的时候需要手动清理 ThreadLocal
变量。
ThreadLocal 实现原理详解
Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap 三者之间的关系
要掌握 ThreadLocal
的核心原理,第一要务就是要厘清楚 Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap 三者之间的关系。
Thread 里面有一个 ThreadLocalMap 的成员变量 threadLocals:
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
从这里可以看出,每个线程都有自己的 ThreadLocalMap。ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的静态内部类:
public class ThreadLocal<T> {
static class ThreadLocalMap {
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
private Entry[] table;
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
}
ThreadLocalMap 内部维护的是一个或者多个Entry<k,v>
,每个 Entry 的 key 是ThreadLocal 实例的弱引用,value 则线程的专属变量。关系如下:
我们看下 ThreadLocal
的 get()
源码:
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
操作顺序是这样的:ThreadLocalMap map = thread.threadLocals
—> return map.getEntry(threadLocal)
。这里我们可以再次进一步理解他们的关系:
set()
的源码:
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
操作顺序是这样的:ThreadLocalMap map = thread.threadLocals
—> map.set(threadLocal, value)
,再次精进他们的关系:
源码及使用方法大明哥就不阐述了,ThreadLocal 的源码很简单,重点在于理解 Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap 之间的关系。
https://www.skjava.com/series/article/8307693980
Java 面试宝典是大明哥全力打造的 Java 精品面试题,它是一份靠谱、强大、详细、经典的 Java 后端面试宝典。它不仅仅只是一道道面试题,而是一套完整的 Java 知识体系,一套你 Java 知识点的扫盲贴。
它的内容包括:
- 大厂真题:Java 面试宝典里面的题目都是最近几年的高频的大厂面试真题。
- 原创内容:Java 面试宝典内容全部都是大明哥原创,内容全面且通俗易懂,回答部分可以直接作为面试回答内容。
- 持续更新:一次购买,永久有效。大明哥会持续更新 3+ 年,累计更新 1000+,宝典会不断迭代更新,保证最新、最全面。
- 覆盖全面:本宝典累计更新 1000+,从 Java 入门到 Java 架构的高频面试题,实现 360° 全覆盖。
- 不止面试:内容包含面试题解析、内容详解、知识扩展,它不仅仅只是一份面试题,更是一套完整的 Java 知识体系。
- 宝典详情:https://www.yuque.com/chenssy/sike-java/xvlo920axlp7sf4k
- 宝典总览:https://www.yuque.com/chenssy/sike-java/yogsehzntzgp4ly1
- 宝典进展:https://www.yuque.com/chenssy/sike-java/en9ned7loo47z5aw
目前 Java 面试宝典累计更新 400+ 道,总字数 42w+。大明哥还在持续更新中,下图是大明哥在 2024-12 月份的更新情况:
想了解详情的小伙伴,扫描下面二维码加大明哥微信【daming091】咨询
同时,大明哥也整理一套目前市面最常见的热点面试题。微信搜[大明哥聊 Java]或扫描下方二维码关注大明哥的原创公众号[大明哥聊 Java] ,回复【面试题】 即可免费领取。